第一章引 智能車競賽概 本文研究內 整體設計思 技術概 第二章機械設 車模機械分 轉向 驅動 兩翼螺旋 機械調 第三章硬件電路設 單片機系統 步進電機驅 兩翼螺旋槳驅 電源供 第四章控制軟件設 陀螺儀..............................................................................................................四元數 安全措施防 平衡控 尋向控 第五章開發及調試工 開發平 藍牙無線調試平 USBDM4.10.3燒寫 第六章總結與展 智能車競賽 杯”大學生智能汽車競賽是教育部高等學校自動化專業教 本文研究比賽現場的平整地面上設置有一個兩米見方的比賽場地。車模平臺從比賽到起始點，運行時間不超過180秒。在繞場運行過程中要求：SEU隊伍整體設計SEU技術1身實物為平衡左右重量，采用了2個步進電機，使其能夠最大限度地趨近絕對平衡，其中軟件方面，SEU采用互補濾波與四元數法處理姿態信車模機械分析轉向圖2轉向 圖3驅動鐵架連接到180°轉向舵機的舵盤上。這種結構優點是簡單易搭，從而很大程度 擺動因素的主要來源是舵盤與舵機的不是很固定不過這種擺動對于整個車太重，這種結構仍作為最佳方而被采納。除了這個方案，SEU還考慮了連接桿的驅動如圖3所示驅動輪（后輪，直徑15CM，左右各接了一個4線步進電兩翼螺旋槳圖4兩翼螺旋槳主要考慮的是防止槳葉打到地上，造成損壞。螺旋槳離地面高度為18CM，單邊橫桿長度為28CM，高度由決定，長度可以保證力臂足夠長，使兩輪車模能機械調面輪面的穩定性要好很多，SEU主控制器控制系統主為飛 32位單片機MK60DN512VLL10，如圖5、圖6示5PCBPCB步進電機驅動采用的是TB6600步進電機驅動器，如圖7所示圖7步進電機驅動器TB6600步進電機驅動器是一款專業的兩相步進電機驅動，可實現正反轉控S1，S2，S3，38(1、2、4、8、164S45S5S636電流控制（0.5A，1A，1.5A，2.0A，2.5A，3.0A,3.5A40A。適合驅動86,57，兩翼螺旋槳8好盈天行者無刷電調621Hz控(注：超過500Hz的油門信號皆為非標準油門信號)；使用MOSFET驅電源如圖9、圖10所示，電源采用一塊25C航模電池供電，接到電源板上，電源板2一個電壓顯示器。一個開關控制步進電機電源，一個開關控制螺旋槳電源。K60單片機的電源從電調線上引出來，舵機的電源也用電調線上的5V圖9電源轉接板10池安裝方式陀螺儀偏差校準，濾波處理后，得出比較理想的數據。陀螺儀的積分校準11陀螺儀的積分誤差基本上可以忽所以我們最終采用了陀螺儀的積分法。四元數

11voidIMUupdate(floatgx,floatgy,floatgz,floatax,floatay,float{floatnorm;floatvx,vy,vz;floatex,ey,floatq0q0=q0*q0;floatq0q1=q0*q1;floatq0q2=q0*q2;floatq1q1=q1*q1;floatq1q3=q1*q3;floatq2q2=q2*q2;floatq2q3=q2*q3;floatq3q3=ax=ax/norm;ay=ay/norm;az=az/vx=2*(q1q3‐vy=2*(q0q1+vz=q0q0‐q1q1‐q2q2+q3q3ex=(ay*vz‐az*vy);ey=(az*vx‐ax*vz);ez=(ax*vy‐ay*vx);exInt=exInt+ex*Ki;eyInt=eyInt+ey*Ki;ezInt=ezInt+ez*gx=gx+Kp*ex+exInt;gy=gy+Kp*ey+eyInt;gz=gz+Kp*ez+ezInt;q0=q0+(‐q1*gx‐q2*gy‐q3*gz)*halfT;q1=q1+(q0*gx+q2*gz‐q3*gy)*halfT;q2=q2+(q0*gy‐q1*gz+q3*gx)*halfT;q3=q3+(q0*gz+q1*gy‐q2*gx)*halfT;norm=sqrt(q0*q0+q1*q1+q2*q2+q3*q3);q0=q0/norm;q1=q1/norm;q2=q2/norm;q3=q3/Q_ANGLE.X=atan2(2*q2*q3+2*q0*q1,‐2*q1*q1‐2*q2*q2+1)*57.3;//}安全措施安全措施也是SEU考慮的一個方面，因為螺旋槳很鋒利，所以在硬件上就做出20°時，螺旋槳即停止旋轉，平衡12閉環定向13定